1 Seminář k bakalářské práci I C4185 Seminář k bakalářské práci I • Seminář připraví studenty biochemických bakalářských oborů ke zpracování bakalářské práce • Seznámení s biochemickými informačními zdroji, zásadami přípravy a prezentace odborných publikací, vědeckovýzkumnou problematikou řešenou na Ústavu biochemie Mgr. Pavel Bouchal, Ph.D. bouchal@chemi.muni.cz A5/208, tel. 549493251 Čím se budeme zabývat … • Úvod do semináře • Seznámení s Ústavem biochemie PřF MU – stručná historie – struktura – řešená výzkumná problematika • Zásady práce na ústavu – organizační pokyny • Bezpečnost práce • Požární ochrana Čím se budeme zabývat … • Informační zdroje – pro biochemiky obecně a konkrétně na univerzitě – jak získávat materiál pro literární rešerše, jejich provádění. – ukázky – Pubmed, Web of Science, Scopus, Chemical Abstracts, Science Direct, ACS, SpringerLink, Google Scholar. – vlastní minirešeršní projekt • Stručné základy bioinformatiky – biochemické databáze – zobrazování a studium sekvenčních a strukturních dat – procvičení na konkrétních příkladech Prezentace • Zásady sepisování vědeckých publikací – bakalářské a diplomové práce – články do odborných časopisů – odborné a formální požadavky – technické aspekty, praktické zkušenosti • Příprava a realizace prezentací – obecné zásady – zaměření na vědecké výsledky Témata bak. prací • Prezentace nabídek od potenciálních školitelů • Informace pracovníků – Ústavu biochemie – Národního centra pro výzkum biomolekul – CEITEC MU – spolupracujících externích pracovišť • o výzkumném zaměření jednotlivých skupin, řešených projektech a možnostech zapojení v rámci samostatných projektů, bakalářských a diplomových prací. • Vystudoval farmacii (1919 PhMr.) a chemii na Karlově univerzitě, RNDr. na Přírodovědecké fakultě MU (1922) • Studijní pobyty ve Stockholmu (1922), Eashingtonu (USA) a Montrealu (1926-1927) • 1921-1935 PřF MU, Ústav fyziologie rostlin (1927 Doc., 1934 prvním profesorem biochemie v Československu) • 1934-1948 Dům útěchy (dnes Masarykův onkologický ústav, MOÚ) na Žlutém kopci – zakladatel výzkumných laboratoří: klinická a výzkumná část, studium nádorů, mechanismu jejich vzniku, úloha cholesterolu • 1948-1949 Děkan Přírodovědecké fakulty MU • 1950 založil Biochemický ústav PřF MU • Pojmenován po něm Morávkův pavilon v MOÚ (2013) Prof. RNDr. PhMr. Vladimír Morávek (1896-1992) Zakladatel Ústavu biochemie Historie Ústavu biochemie • Ústav biochemie formálně vzniká roku 1950 areál na Kotlářské, 2 místnosti v pavilonu 9 • zakladatel Prof. Vladimír Morávek • 1952-3 postupně velká část pavilonu • 1952 přichází RNDr. Ladislav Skurský (absolvoval org. chemii u Prof. Hadáčka) prvních 6 diplomantů • 1953 druhým asistentem prom. chemik (jeden z diplomantů) Vladimír Dadák • 1954 přichází prom. chem. Lumír Macholán (abs. organické chemie) • Ústav biochemie součástí Katedry organické chemie a biochemie • 1960 Katedra biochemie, vedoucí L. Skurský Počátky výzkumu • Vladimír Morávek - změny ve složení séra jako indikátor neoplasie (nutnost včasné diagnostiky pro úspěch terapie), registrace zákalových křivek, oscilografická polarografie, manometrie, Beckmanův spektrofotometr studium steroidů a zejm. cholesterolu • Lumír Macholán, Ladislav Skurský - syntézy aminoketokyselin odvozených od ornithinu a lysinu, biogeneza alkaloidů (organochemická orientace) • Emil Paleček (diplomant) - oscilopolarografie nukleových kyselin • Vladimír Dadák - mikrobiologické sledování přírodních antibiotik, separace obsahových látek rostlin, ostruthin (derivát kumarinu) rozpojovač respirace a tvorby ATP, oxidační fosforylace • 1964 - dalším asistentem Petr Zbořil, fluorescenční metody, práce na Keilin Hartreeho preparátu (fragmenty srdečních mitochondrií) • 1970 - Ludmila Křivánková - lipidní chinony • 1974 - Vladimír Mikeš • zaveden výzkum bakterie Paracoccus denitrificans Prof. RNDr. Vladimír Dadák, DrSc. (1934-2016) Doc. RNDr. Ladislav Skurský, DrSc. (1928-2011) Prof. RNDr. Vladimír Mikeš, CSc. (1950-2007) Prof. RNDr. Lumír Macholán, CSc. (*1931) L. Macholán, L. Skurský • Lumír Macholán: příprava labilních ketoaminokyselin (ketoaminovalerová), vazby na chinazolinové alkaloidy • hydroxideriváty putrescinu a kadaverinu - studium enzymu diaminoxidasy (DAO) a zejména jejích inhibitorů • žák Pavel Peč - zakládá později Kat. biochemie na UPOL (1995) • 1975 - enzymové biosensory s kyslíkovým článkem, konduktometrické sensory s ureasou, použití tyrosinasy a DAO • 1991 profesorem • Ladislav Skurský: kondenzační reakce vedoucí k heterocyklům, berberin • výzkum alkoholdehydrogenasy (ADH) přinesen od Theorella ze Stockholmu, zapojen Jan Kovář, Stanislav Pavelka • metodiky stanovení alkoholu s ADH • († 2011) Korespondence s prof. Krebsem Nedávná doba… • 1988 přichází Martin Mandl • 1990 vedoucí katedry Petr Zbořil • 1997 převzal vedení Vladimír Mikeš • 2005 přestěhování do kampusu v Bohunicích, dočasně v A2 a A4 • 2007 vlastní pavilon A5, vzniká Ústav biochemie, vedoucím Martin Mandl († V. Mikeš) • 2010 expanze do pavilonu A15 (základní praktika, laboratoř doc. Šerého) • 2012 účast na projektu CEITEC (Glatz, Skládal, Wimmerová) Současný stav • Analytická biochemie - Z. Glatz – moderní separační metody – vysokoúčinná kapalinová chromatografie a kapilární elektroforézá při kvalitativní a kvantitavní analýze biologicky aktivních nízkomolekulárních i vysokomolekulárních látek (léčivé rostliny, klinická diagnostika, enzymy atd.). • Biochemie denitrifikačních bakterií - I. Kučera – transport dusičnanu do denitrifikující buňky, redoxní složky denitrifikační dráhy a kinetika elektronového transportu, regulace exprese denitrifikačních genů faktory vnějšího prostředí. • Biosensory - P. Skládal – vývoj elektrochemických a piezoelektrických biosensorů, aplikace enzymových elektrod a imunosensorů v životním prostředí a klinické oblasti, studium afinitních interakcí v reálném čase pomocí biosensorů. • Environmentální biotechnologie - M. Mandl, O. Janiczek – studium bio-oxidace železa a anorganických sirných látek na buněčné a enzymové úrovni ve vztahu k aktivitě sirných bakterií v biohydrometalurgii a ekologii. • Glykobiochemie - M. Wimmerová – strukturně-funkční studium proteinů podílejících se na výstavbě a specifickém rozpoznávání biologicky aktivních glykokonjugátů a specifických interakcí mezi patogenem a hostitelem. • Molekulární fyziologie - O. Šerý – DNA testování geneticky podmíněných chorob a DNA diagnostika virových a bakteriálních chorob v lékařské • Laboratoř neurobiologie a molekulární psychiatrie • Laboratoř DNA diagnostiky • Molekulární patologie - T. Kašparovský, J. Lochman – molekulární podstaty onemocnění a interakce mezi patogenem a hostitelem, obranné mechanismy rostlin a aplikace v zemědělství • Nádorová proteomika - P. Bouchal – aplikace vysokorozlišovacích metod komplexní analýzy proteinového složení při výzkumu nádorů a jejich metastatického potenciálu Studijní programy • Bakalářské programy: – Biochemie, obor Biochemie – Biochemie, obor Chemoinformatika a bioinformatika (na NCBR) – Aplikovaná biochemie, obor Aplikovaná biochemie • Magisterské navazující / program Biochemie, obory: – Analytická biochemie – Biochemie – Biomolekulární chemie (na NCBR) – Genomika a proteomika – Chemoinformatika a bioinformatika – Bioanalytik – odborný pracovník v laboratorních metodách (odborná specializace ve zdravotnictví) • Doktorské / program Biochemie, obory: – Biochemie – Biomolekulární chemie (na NCBR) – Genomika a proteomika (na CEITEC) Webová stránka ústavu • www.sci.muni.cz – položka Ústavy - Ústav biochemie • www.sci.muni.cz/cz/UBCH • orion.chemi.muni.cz – informace o studiu, – požadavky na závěrečné práce a ke státním zkouškám – harmonogramy obhajob a státních zkoušek Biochemie v Brně a okolí - další možnosti • bakalářské a diplomové práce na dalších spolupracujících pracovištích • jiná pracoviště MU • další brněnské vysoké školy • výzkumné ústavy • nemocniční zařízení • firmy • jiná pracoviště na Moravě CEITEC (další laboratoře …) • Doc. Mgr. Richard Štefl, PhD. – Interakce RNA a proteinů. • Doc. Mgr. Štěpánka Vaňáčová, PhD. – Modifikace a degradace RNA: Poškozené molekuly RNA mohou být pro buňku velmi škodlivé, kvalitu RNA kontrolují metabolické dráhy zahrnující TRAMP poly(A) polymerasu • … mnoho dalších nových Group Leaderů Ústav chemie • Prof. RNDr. Libuše Trnková, CSc. – Nové trendy v elektrochemii nukleových kyselin a jejich aplikace v chemii životního prostředí: elektrochemické chování nukleových kyselin a oligonukleotidů na rtuťových, pevných a modifikovaných elektrodách pomocí moderních elektrochemických metod – Využití adsorptivní přenosové techniky pro elektrochemickou analýzu oligonukleotidů a nukleových kyselin: aplikace adsorptivního přenosu nukleových kyselin v kombinaci s eliminační voltametrií na rtuťových a pevných elektrodách, cílem zvýšit citlivost a selektivitu elektrochemického stanovení nukleových kyselin • Prof. RNDr. Jan Preisler, PhD. – Integrovaná analýza genomu a proteomu terapeuticky významných bakteriofágů kombinací elektroforézy a hmotnostní spektrometrie: Bakteriofágy (viry bakterií), případně jejich proteiny a peptidy, jako nové účinné prostředky v léčbě bakteriálních infekcí bez nežádoucích účinků antibiotik. Hledá se vztah mezi vlastnostmi fágů a jejich genomem a proteomem. Separaci fágových proteinů mikropreparativní CE/LIF s nekovalentním značením, frakce štěpeny trypsinem a analyzovány CE/MS, sekvenace a informace o post-translačních modifikacích pomocí ESI/IT a MALDI/TOF – GFP adukty z Arabidopsis thaliana Centrum pro výzkum toxických látek v prostředí • Prof. Mgr. Luděk Bláha, PhD. – Centrum pro cyanobakterie a jejich toxiny: Analytika a (eko)toxikologie cyanobakteriálních metabolitů, ekotoxikologie a toxikologie látek ve vodním prostředí, biochemické mechanismy a in vitro působení cizorodých látek včetně cyanotoxinů – Nové molekulárně biologické a biochemické metody pro monitoring estrogenů a dalších chemických endokrinních disruptorů • Mgr. Klára Hilscherová, PhD. – In vitro modely pro studium endokrinní disrupce - účinky tradičních a nových typů persistentních organických polutantů: in vitro testy pro detekci environmentálních polutantů, interakce xenobiotik na úrovni receptorů (estrogenní, androgenní, glukokortikoidní, retinoidový), testování důležitých polutantů, agrochemikálií, farmaceutik, předpověď rizik spojených s kontaminací prostředí. – Účinky xenobiotik na modulaci steroidogeneze stanovené metodou kvantitativní polymerázové řetězové reakce: studium mechanismů nepříznivých efektů cizorodých látek na úrovni genové exprese jako nástroj pro hodnocení toxického potenciálu xenobiotik, kvantitativní polymerázové řetězové reakce (qPCR) při hodnocení endokrinních disruptorů • Prof. RNDr. Jiří Fajkus, CSc. – Nukleoproteinové komplexy rostlinných telomer: Koncové oblasti chromozómů – telomery chránící konce chromozómů, evoluce telomerové DNA a proteinů, strukturu telomerového chromatinu, izolaci a charakterizaci telomer-vazebných proteinů a analýzu jejich interakcí – Telomery a telomeráza v diagnostice a terapii nádorových onemocnění: Transformované buňky musejí disponovat fungujícím mechanismem udržujícím telomery, aby se vyhnuly zastavení buněčného cyklu nebo apoptóze po kritickém zkrácení telomer v důsledku neúplné replikace. Telomeráza je tedy téměř univerzálním nádorovým markerem. Zavádění diagnostických technik založených na analýze telomer a telomerázy a na perspektivy cílené terapie nádorů založené na inhibici telomerázy. Laboratoř funkční genomiky a proteomiky BFÚ: Laboratoř cytokinetiky • Prof. RNDr. Jiřina Hofmanová, CSc. – Buněčná a molekulární fyziologie lipidů. Úloha polynenasycených mastných kyselin a jejich metabolitů (eikosanoidy) a krátkých mastných kyselin (máselná) v regulaci buněčné proliferace, diferenciace a apoptosy, tj. cytokinetiky. Vzájemné interakce lipidových složek potravy a jejich interakce s endogenními regulátory cytokinetických procesů epitheliálních buněk s cílem detekce jejich úlohy v karcinogenesi a potenciální použití v terapii. VÚVeL: Vakcinologie a imunoterapie • Doc. RNDr. Ivan Rychlík, PhD. – výzkum salmonelozových onemocnění, na úrovni exprese genů i proteinových markerů • Doc. RNDr. Jaroslav Turánek, CSc. – Hlavní aktivitou skupiny pro imunofarmakologii a imunotoxikologii je výzkum a vývoj v oblasti vakcín, adjuvans, antiinfekčních a protinádorových preparátů a liposomů jako nosičů farmakologicky aktivních látek VÚVeL: Chemie a toxikologie • RNDr. Miroslav Machala, CSc. – Oddělení se zabývá stopovou chemickou analýzou hlavních skupin organických kontaminantů životního prostředí, potravin a surovin živočišného původu. – Je zaměřeno na biochemickou a buněčnou toxikologii a ekotoxikologii (modelové a terénní studie, mechanismy toxicity a specifická in vitro a in vivo stanovení toxicity individuálních kontaminantů a komplexních vzorků, ekotoxikologické hodnocení toxicity cizorodých látek). Příště … • zásady práce na ústavu • stručné organizační pokyny • bezpečnost práce • požární ochrana • Účast nutná – povinné školení